回调函数
回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针(地址)作为参数传递给另一个函数,当这个指针被用为调用它所指向的函数时,我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用,而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的,用于对该事件或条件进行响应。
回调函数赋予程序员这样一种能力,让自己编写的代码能够跳出正常的程序控制流,适应具体的运行环境在正确的时间执行。
例如,假设有一个函数,其功能为读取配置文件并由文件内容设置对应的选项。若这些选项由 散列值 所标记,则让这个函数接受一个回调会使得程序设计更加灵活:函数的调用者可以使用所希望的散列算法,该算法由一个将选项名转变为散列值的回调函数实现;因此,回调允许函数调用者在运行时调整原始函数的行为。
为什么要使用回调函数
因为可以把调用者与被调用者分开,所以调用者不关心谁是被调用者。它只需知道存在一个具有特定原型和限制条件的被调用函数。
如果想知道回调函数在实际中有什么作用,先假设有这样一种情况,我们要编写一个库,它提供了某些排序算法的实现,如冒泡排序、快速排序、shell排序、shake排序等等,但为使库更加通用,不想在函数中嵌入排序逻辑,而让使用者来实现相应的逻辑;或者,想让库可用于多种数据类型(int、float、string),此时,该怎么办呢?可以使用函数指针,并进行回调。
一个简单的回调函数实现
下面创建了一个sort.dll的动态链接库,它导出了一个名为CompareFunction的类型—typedef int (__stdcall *CompareFunction)(const byte*, const byte*),它就是回调函数的类型。另外,它也导出了两个方法:Bubblesort()和Quicksort(),这两个方法原型相同,但实现了不同的排序算法。
void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc);
void DLLDIR __stdcall Quicksort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc);
这两个函数接受以下参数:
·byte * array:指向元素数组的指针(任意类型)。
·int size:数组中元素的个数。
·int elem_size:数组中一个元素的大小,以字节为单位。
·CompareFunction cmpFunc:带有上述原型的指向回调函数的指针。
void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc)
{
for(int i=0; i < size; i++)
{
for(int j=0; j < size-1; j++)
{
//回调比较函数
if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))
{
//两个相比较的元素相交换
byte* temp = new byte[elem_size];
memcpy(temp, array+j*elem_size, elem_size);
memcpy(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size,elem_size);
memcpy(array+(j+1)*elem_size, temp, elem_size);
delete [] temp;
}
}
}
}
注意:因为实现中使用了memcpy(),所以函数在使用的数据类型方面,会有所局限。
对使用者来说,必须有一个回调函数,其地址要传递给Bubblesort()函数。下面有二个简单的示例,一个比较两个整数,而另一个比较两个字符串:
int __stdcall CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2)
{
int elem1 = *(int*)velem1;
int elem2 = *(int*)velem2;
if(elem1 < elem2)
return -1;
if(elem1 > elem2)
return 1;
return 0;
}
int __stdcall CompareStrings(const byte* velem1, const byte* velem2)
{
const char* elem1 = (char*)velem1;
const char* elem2 = (char*)velem2;
return strcmp(elem1, elem2);
}
下面另有一个程序,用于测试以上所有的代码,它传递了一个有5个元素的数组给Bubblesort()和Quicksort(),同时还传递了一个指向回调函数的指针。
int main(int argc, char* argv[])
{
int i;
int array[] = {5432, 4321, 3210, 2109, 1098};
cout << "Before sorting ints with Bubblesort/n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '/n';
Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]), &CompareInts);
cout << "After the sorting/n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '/n';
const char str[5][10] = {"estella","danielle","crissy","bo","angie"};
cout << "Before sorting strings with Quicksort/n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '/n';
Quicksort((byte*)str, 5, 10, &CompareStrings);
cout << "After the sorting/n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '/n';
return 0;
}
如果想进行降序排序(大元素在先),就只需修改回调函数的代码,或使用另一个回调函数,这样编程起来灵活性就比较大了。
调用约定
上面的代码中,可在函数原型中找到__stdcall,因为它以双下划线打头,所以它是一个特定于编译器的扩展,说到底也就是微软的实现。任何支持开发基于Win32的程序都必须支持这个扩展或其等价物。以__stdcall标识的函数使用了标准调用约定,为什么叫标准约定呢,因为所有的Win32 API(除了个别接受可变参数的除外)都使用它。标准调用约定的函数在它们返回到调用者之前,都会从堆栈中移除掉参数,这也是Pascal的标准约定。但在C/C++中,调用约定是调用者负责清理堆栈,而不是被调用函数;为强制函数使用C/C++调用约定,可使用__cdecl。另外,可变参数函数也使用C/C++调用约定。
Windows操作系统采用了标准调用约定(Pascal约定),因为其可减小代码的体积。这点对早期的Windows来说非常重要,因为那时它运行在只有640KB内存的电脑上。
如果你不喜欢__stdcall,还可以使用CALLBACK宏,它定义在windef.h中:
#define CALLBACK stdcallor #define CALLBACK PASCAL //而PASCAL在此被#defined成stdcall |
作为回调函数的C++方法
因为平时很可能会使用到C++编写代码,也许会想到把回调函数写成类中的一个方法,但先来看看以下的代码:
class CCallbackTester { public: int CALLBACK CompareInts(const byte velem1, const byte velem2); }; Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]), &CCallbackTester::CompareInts); |
如果使用微软的编译器,将会得到下面这个编译错误:
error C2664: ‘Bubblesort’ : cannot convert parameter 4 from ‘int (stdcall CCallbackTester::)(const unsigned char ,const unsigned char *)’ to ‘int (stdcall )(const unsigned char ,const unsigned char *)’ There is no context in which this conversion is possible |
这是因为非静态成员函数有一个额外的参数:this指针,这将迫使你在成员函数前面加上static。当然,还有几种方法可以解决这个问题,但限于篇幅,就不再论述了。
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